福建某低品位銅鉬礦工藝礦物學(xué)研究

馬英強(qiáng),張書(shū)超,吳雙橋,印萬(wàn)忠,林小亭

(1. 福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院 福建 福州 350116； 2. 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司 福建 上杭 364200)

0 引言

銅鉬金屬具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景. 隨著銅鉬金屬需求量的增加,富礦減少,使儲(chǔ)量巨大的低品位銅鉬礦的開(kāi)發(fā)顯得尤為重要,由于銅鉬礦具有品位低、嵌布粒度細(xì)、伴生礦物多等特點(diǎn)而導(dǎo)致選礦困難[1-3]. 因此,加強(qiáng)低品位銅鉬礦資源綜合高效的利用具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義[4]. 本研究對(duì)福建某低品位銅鉬礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究,為綜合回收其中的有用資源提供依據(jù). 工藝礦物學(xué)主要研究銅鉬礦石的化學(xué)成分, 礦物組成, 礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、有用礦物的嵌布粒度及其共生關(guān)系, 選礦產(chǎn)物的單體解離度及連生體特征, 粒度組成及礦石與其組成礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)等,為詮釋銅鉬礦選礦機(jī)理、制定其選礦工藝方案和實(shí)現(xiàn)選礦過(guò)程優(yōu)化提供礦物學(xué)依據(jù)[5]. 基于此,本文對(duì)福建某低品位銅鉬礦進(jìn)行了工藝礦物學(xué)性質(zhì)研究,可為綜合回收其中的有用資源提供選礦依據(jù).

1 試樣采取與制樣

試驗(yàn)樣品取自福建某低品位銅鉬礦,對(duì)礦樣進(jìn)行混勻、縮分、取樣. 采用化學(xué)分析、掃描電鏡、礦物解離分析儀(MLA)等方法對(duì)該銅鉬礦化學(xué)多元素、物相、解離度、礦相組成、銅礦物嵌布特征及共生關(guān)系等工藝礦物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究.

2 礦石基本組成

2.1 礦樣的化學(xué)組成

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1. 由表1可知,礦石中主要有用元素Cu含量為0.20%,Mo含量為0.029 6%,二者品位均較低； 礦石中S含量為3.30 %,可考慮綜合回收； 含錸0.12 g·t-1,可以伴生回收在鉬精礦中； 主要脈石礦物是SiO2,達(dá)到63.57%； 其他元素含量均較低.

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

注： 帶*的單位為g·t-1.

2.2 主要有價(jià)元素的物相分析

礦石中銅、鉬物相分析見(jiàn)表2. 由表2可知,銅和鉬均以硫化物形式存在,分別占到了98.52%和97.97%.

表2 銅、鉬物相分析

2.3 礦石中的礦物組成及相對(duì)含量

測(cè)試樣品粒度為-0.3 mm粒級(jí),為使MLA定量結(jié)果更準(zhǔn)確,將樣品進(jìn)行分級(jí),分為-0.3 mm+0.043 mm、-0.043 mm兩個(gè)粒級(jí),其中-0.3 mm+0.043 mm產(chǎn)率為69.5%,-0.043 mm產(chǎn)率為30.5%. 礦物組成及含量分析結(jié)果見(jiàn)表3.

表3 原礦礦物組成與相對(duì)含量

由表3可知,礦石中主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦,其次為磁/赤鐵礦、輝鉬礦,少量藍(lán)輝銅礦、斑銅礦等,銅礦物主要是以黃銅礦為主,其它銅礦物含量極少； 鉬以輝鉬礦形式存在,未發(fā)現(xiàn)其它鉬礦物. 脈石主要為石英,其次為絹云母、鉀長(zhǎng)石、石膏、斜長(zhǎng)石、黑云母等,少量磷灰石、金紅石、粘土礦物等.

3 主要金屬礦物的嵌布特征

銅礦物主要以黃銅礦形式存在,微量藍(lán)輝銅礦和斑銅礦,鉬礦物主要是輝鉬礦,對(duì)主要金屬礦物進(jìn)行嵌布特征的分析對(duì)于后續(xù)的礦物處理尤為重要[6-8].

3.1 黃銅礦的嵌布特征

采用MLA分析儀對(duì)黃銅礦的單體解離情況進(jìn)行分析,分析結(jié)果如圖1所示.

圖1 黃銅礦的顆粒分布Fig.1 Particle distribution of chalcopyrite

由圖1可知, -0.3 mm+0.043 mm黃銅礦解離度約為50%,-0.043 mm黃銅礦解離度約為95%,未解離的黃銅礦與閃鋅礦、石英、鉀長(zhǎng)石等礦物連生.

對(duì)黃銅礦的嵌布特征進(jìn)行掃描電鏡分析,結(jié)果如圖2所示. 由圖2(a)可知, 約26%的黃銅礦與石英、絹云母連生或被其包裹,黃銅礦呈不規(guī)則粒狀嵌布在石英、絹云母的集合體顆粒中； 由圖2(b)可知, 約16%的黃銅礦與黃鐵礦連生,黃銅礦呈近橢圓狀長(zhǎng)條顆粒被黃鐵礦包裹.

圖2 黃銅礦的嵌布特征Fig.2 Embedding characteristics of chalcopyrite

3.2 輝鉬礦的嵌布特征

采用MLA分析儀對(duì)輝鉬礦的單體解離情況進(jìn)行分析,分析結(jié)果如圖3所示.

圖3 輝鉬礦顆粒分布Fig.3 Particle distribution of molybdenite

由圖3(a)可知,-0.3 mm+0.043 mm粒級(jí)中的輝鉬礦單體解離度為85%,其中粒度較粗的基本解離,但粒度較細(xì)的大部分未解離. 由圖3(b)可知,-0.043 mm粒級(jí)中輝鉬礦解離度為97%,個(gè)別未解離者與石英或黃鐵礦連生. 由此可見(jiàn),此礦石中有用礦物輝鉬礦嵌布粒度粗細(xì)不均勻,磨礦時(shí)容易產(chǎn)生過(guò)磨現(xiàn)象,因而可考慮采用階段磨礦、階段選別的流程處理此礦石以綜合回收鉬礦資源.

采用掃描電鏡對(duì)輝鉬礦的嵌布特征進(jìn)行分析,分析結(jié)果如圖4所示. 由圖4可知,輝鉬礦形態(tài)多呈現(xiàn)粒狀或片狀、鱗片狀晶形,未解離的輝鉬礦主要被石英、絹云母等礦物包裹.

圖4 輝鉬礦的嵌布特征 Fig.4 Embedding characteristics of molybdenite

4 主要金屬礦物的粒度分布

4.1 黃銅礦的粒度分布

采用MLA分析儀對(duì)黃銅礦的粒度分布情況進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表4. 從表4中可以看出,黃銅礦粒度分布在+0.147 mm粒級(jí)占10.99%,-0.01 mm粒級(jí)占10.28%,主要集中在-0.043 mm+0.01 mm間.

表4 黃銅礦的粒度分布

4.2 輝鉬礦的粒度分布

采用MLA分析儀對(duì)輝鉬礦的粒度分布情況進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表5,結(jié)果顯示其粒度較為集中在-0.074 mm+0.02 mm間.

表5 輝鉬礦的粒度分布

5 結(jié)語(yǔ)

1) 福建此低品位銅鉬礦含銅0.20%、鉬0.029 6%,是主要的回收對(duì)象,硫含量為3.30%,可附帶回收,含錸0.12 g·t-1有望在鉬精礦中富集,采用冶金方法回收,其它元素不具備回收價(jià)值.

2) 銅主要以黃銅礦形式存在,嵌布粒度較細(xì). -0.3 mm+0.043 mm中黃銅礦解離度為50%,未解離的黃銅礦大部分與石英、絹云母連生或被其包裹,黃銅礦呈不規(guī)則粒狀嵌布在石英、絹云母的集合體顆粒中； 其次為與黃鐵礦連生,黃銅礦呈近橢圓狀長(zhǎng)條顆粒被黃鐵礦包裹； 少量被鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石膏等礦物包裹. -0.043 mm中黃銅礦解離度為95%,未解離的黃銅礦與絹云母、石英、長(zhǎng)石等礦物連生. 黃銅礦粒度分布主要集中在-0.043 mm+0.01 mm間,接近80%,+0.147 mm粒級(jí)占10.99%,-0.01 mm粒級(jí)占10.28%.

3) 鉬以輝鉬礦形式存在,嵌布粒度較細(xì). -0.3 mm+0.043 mm中的輝鉬礦解離度為85%,粒度較粗的基本解離,較細(xì)的大部分未解離,主要被石英、絹云母包裹,少數(shù)被長(zhǎng)石、石膏、黃鐵礦等礦物包裹； -0.043 mm中輝鉬礦解離度97%,個(gè)別未解離者與石英或黃鐵礦連生. 輝鉬礦粒度集中在-0.074 mm+0.02 mm間.